基因工程的應(yīng)用（復(fù)習(xí)課件） 高二生物人教版選修三

1、1.3 基因工程的應(yīng)用基因工程的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域有：農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、環(huán)境、能源、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生等應(yīng)用生物：植物、動(dòng)物、微生物一、植物基因工程 轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力,以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。1、抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物2、抗病轉(zhuǎn)基因植物3、抗逆轉(zhuǎn)基因植物4、利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)1.抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物優(yōu)點(diǎn)：減少環(huán)境污染、減低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量例子：棉花、水稻、玉米、馬鈴薯、番茄等等主要?dú)⑾x(chóng)基因： Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、 淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等典型例子：轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉Bt毒蛋白基因2.抗病轉(zhuǎn)基因植物病毒外殼蛋白基因、 病毒的復(fù)制酶基因.幾丁質(zhì)酶基因、 抗毒

2、素合成基因.（1）引起植物生病的微生物：病原微生物，主要有病毒、真菌和細(xì)菌。（3）成果：?（2）目的基因有哪些？ 抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等。3.抗逆轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯特點(diǎn)： 導(dǎo)入另一種生物的優(yōu)良性狀基因，獲得新性狀抵抗惡劣環(huán)境因素，從根本上改變作物的特性4.利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆優(yōu)點(diǎn)： 改善糧食作物的營(yíng)養(yǎng)成分含量，如氨基酸、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)基因藍(lán)玫瑰優(yōu)點(diǎn)： 提高花卉的觀賞價(jià)值二、動(dòng)物基因工程前景廣闊特點(diǎn)：發(fā)展較遲，應(yīng)用方面廣1、提高生長(zhǎng)速度2、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)3、生產(chǎn)藥物4、作為器官移植的供體1.用

3、于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度原因：外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)更快轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)2.用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：避免食物過(guò)敏、腹瀉、惡心等不適轉(zhuǎn)基因牛的乳汁，降低乳糖含量3.用轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物生產(chǎn)藥物（重點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)： 產(chǎn)量高、質(zhì)量好、 成本低、易提取方法： 乳腺生物反應(yīng)器 膀胱生物反應(yīng)器注意： 雌性個(gè)體才能生產(chǎn)藥物為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場(chǎng)所呢？乳腺是一個(gè)外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)。從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過(guò)充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時(shí)，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物又可無(wú)限繁殖。 過(guò)程

4、：1、重組藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子2、用顯微注射法導(dǎo)入到受精卵3、將受精卵送入母體生長(zhǎng)發(fā)育4、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，提取乳汁產(chǎn)物：抗凝血酶、血清白蛋白、生長(zhǎng)激素、-抗胰蛋白酶 繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。 該過(guò)程的重要步驟是通過(guò)感染或顯微注射技術(shù)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵中?；蚬こ淘谛竽琉B(yǎng)殖業(yè)上的應(yīng)用主要是什么？ 將人的生長(zhǎng)激素基因和牛的生長(zhǎng)素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到的“超級(jí)小鼠”。 基因工程藥品 生長(zhǎng)激素 治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長(zhǎng)激素。而生長(zhǎng)激素的獲得很困難。以前，要獲得生長(zhǎng)激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘

5、取垂體，并從中提取生長(zhǎng)激素。 現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素，相當(dāng)于6萬(wàn)具尸體的全部產(chǎn)量。 4、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物做器官移植的供體（1）選擇豬的器官做人的器官替代品的原因是什么？（2）為解決免疫排斥問(wèn)題，科學(xué)家用什么方法對(duì)豬的器官進(jìn)行改造？ 將某種調(diào)節(jié)因子導(dǎo)入到供體動(dòng)物基因組，抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。其內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人相似；體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類(lèi)疾病的病毒少。三、基因工程藥物異軍突起1、什么是工程菌？2、成果：3、用基因

6、工程生產(chǎn)的藥品化學(xué)本質(zhì)應(yīng)該是：蛋白質(zhì)用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類(lèi)細(xì)胞株系。利用轉(zhuǎn)基因的工程菌生產(chǎn)的藥物包括：細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。胰島素從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！使其價(jià)格降低了30%-50%!基因工程藥品 胰島素2DNA質(zhì)粒細(xì)菌細(xì)胞DNA人體細(xì)胞胰島素基因限制酶限制酶胰島素利用生物工程獲得胰島素1從人血中提取干擾素，300L血才提取1mg！通過(guò)基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每1Kg的培養(yǎng)液可提取2040mg

7、干擾素人造血液及其生產(chǎn)基因工程藥品 干擾素基因診斷： 也稱(chēng)為DNA診斷或基因探針技術(shù)，即在DNA水平分析檢測(cè)某一基因，從而對(duì)特定的疾病進(jìn)行診斷。探針制備：放射性同位素(如32P)、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子；原 理：利用DNA分子雜交原理；四、基因治療曙光初照基因探針： 基因探針就是一段與目的基因或DNA互補(bǔ)的特異核苷酸序列。它包括整個(gè)基因，或基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來(lái)的RNA。DNA分子雜交原理： DNA分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。其基本原理是：互補(bǔ)的DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即能夠進(jìn)行雜交。這種結(jié)合是特異的，即嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對(duì)進(jìn)行。因此，當(dāng)

8、用一段已知基因的核苷酸序列作為探針，與被測(cè)基因進(jìn)行接觸，若兩者的堿基完全配對(duì)成雙鏈，則表明被測(cè)基因中含有已知的基因序列?；蛟\斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？ 在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對(duì)幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。舉例珠蛋白的DNA探針 鐮刀狀細(xì)胞貧血癥苯丙氨酸羧化酶基因探針 苯丙酮尿癥白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針 白血病四、基因治療曙光初照1、什么是基因治療？2、基因治療的方法：（1）體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種相關(guān)細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)。 實(shí)例：復(fù)合型免疫缺陷癥的基因治療（2）體內(nèi)基因治療

9、：直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法 實(shí)例：遺傳性囊性纖維化病的基因治療基因治療是將正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用，達(dá)到治療疾病的目的，是治療遺傳病的最有效手段。取患者骨髓分離干細(xì)胞病毒正?；虿⑷胝；虻母杉?xì)胞注入患者體內(nèi)P53基因病毒P53蛋白膜瘤細(xì)胞變小基因工程與食品業(yè)基因工程為食品工業(yè)中提供了什么前景？基因工程為人類(lèi)開(kāi)辟新的食物來(lái)源。雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達(dá)獲得成功。這表明，未來(lái)能用發(fā)酵罐培養(yǎng)的大腸桿菌或酵母菌來(lái)生產(chǎn)人類(lèi)所需要的卵清蛋白。用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類(lèi)、脂肪和維生素等產(chǎn)品?；蚬こ膛c環(huán)境保護(hù)基因工程在環(huán)保方面有什么應(yīng)用？ 用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。 用于被污染環(huán)境的凈化。通過(guò)基因工程方法怎樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)？ 例如：用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。此方法的特點(diǎn)是快速、靈敏，1噸水中有10個(gè)病毒也能檢測(cè)出來(lái)。通過(guò)基因工程方法怎樣凈化被污染的環(huán)境？用基因工程產(chǎn)物“超級(jí)細(xì)菌”分解石油，可以大大提高細(xì)菌分解石油的效率。具體方法：將能